Aula 11 - Estudando para Prova

Roteiro de Estudos

Vetores

Exercício Norte - Sul - Leste - Oeste.

Notação Unitária.

Vetor Resultante.

Módulo do Vetor.

Direção do Vetor.

Velocidade Média

Exercício que envolve dada a velocidade média de metade do trecho e a velocidade média da outra metade do trecho, determinar a velocidade média total.

Exercício de encontro de dois móveis em sentidos opostos.

Movimentos Verticais

Exercícios realizados em Sala sobre lançamento vertical e queda livre.

Lançamento Obliquo

Determinação das componentes x e y da velocidade inicial.

Alcance Vertical e Alcance Horizontal.

Aula 10 - Fluidos - Pós Aula

Após nossa aula 10 o aluno deverá ser capaz de responder:

1> Como determinar a densidade de um corpo?

2> Quais as aplicações práticas do Princípio de Pascal?

3> O que é Empuxo?

4> Por que um navio flutua?

5> Qual a diferença de pressão absoluta e pressão hidrostática?

Aula 10 - Exercícios de Sala

1> Determine o aumento de pressão do fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força de 42 N ao pistão circular da seringa que tem um raio de 1,1 cm.

2> O impacto da partícula de lixo que atinge a nave espacial Columbia produz uma pressão da ordem de 100 N/cm². Nessas condições e tendo a partícula 2 cm², a nave sofre uma força de:

(a) 100 N;      (b) 200 N;      (c) 400 N;      (d) 800 N;      (e) 1600N.

3> Determine a massa de um bloco de chumbo que tem arestas de 10 cm. Dado que a massa específica do chumbo é igual 11,2 g/cm³.

4> Uma piscina com 5,0 m de profundidade está cheia com água. Determine:

(a)  a pressão hidrostática a 3,0 m de profundidade;

(b) a pressão absoluta no fundo da piscina;

(c) a diferença de pressão entre dois pontos separados, verticalmente, por 80cm.

Considere: g = 10 m/s² e p_atm = 1,0 x 10⁵ Pa

5> A pressão absoluta no fundo de uma piscina é de 1,4 atm. Logo a profundidade da piscina é de aproximadamente:

(a) 14 m;        (b) 0,4 m;       (c) 4 m;          (d) 0,70 m;    (e) n.d.a.

6> Num posto de gasolina, para a lavagem de um automóvel de massa 1000kg, o mesmo é erguido a uma certa altura. O sistema utilizado é uma prensa hidráulica. Sendo os êmbolos de áreas 10 cm² e 2000 cm² e a aceleração da gravidade local de 10 m/s², qual a força aplicada no êmbolo menor para equilibrar o automóvel ?

Uma prensa tem pistões de áreas iguais a 4 cm² e 200 cm². Aplica-se ao êmbolo menor uma força de 20 N. Este enunciado vale para as questões 7, 8 e 9.

7> A pressão no êmbolo menor é, em N/cm²:

(a) 5;               (b) 10;                        (c) 20;             (d) 40;                        (e) n.d.a.

8> A força que atua sobre o êmbolo de maior área é:

(a) 100 N;      (b) 500 N;      (c) 1000 N;    (d) 20000 N; (e) n.d.a.

9> Se o êmbolo menor descer de 120 cm, de quanto sobe o êmbolo maior ?

(a) 1,2 cm;     (b) 2,4 cm;     (c) 4,8 cm;     (d) 6,0 cm;     (e) n.d.a.

10> Um objeto com massa de 10 kg e volume 0,002 m³ é colocado totalmente dentro da água.

(a) Qual o valor do peso do objeto ?

(b) Qual a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ?

(c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?

(d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.

Considere g = 10 m/s²

11> Um bloco de madeira flutua em água doce com dois terços do seu volume submerso. Em óleo, o bloco flutua com 0,90 do seu volume submerso. Encontre a massa específica (a) da madeira e (b) do óleo. 

Aula 10 - Fluidos

Em nossa 10ª Semana de aula iniciaremos uma breve discussão sobre Noções de Mecânica dos Fluidos.

Poderíamos começar com alguns questionamentos:

Um barco no mar, por que não afunda? Por que não podemos mergulhar em grandes profundidades? O que ocorre com os nossos ouvidos ao subirmos ou descermos a serra? Como um carro é erguido num posto de gasolina?

Vamos ao mundo da Hidrostática.

Para solução dessas questões passaremos pelo conceito de densidade.

relação da massa pelo volume do corpo, por exemplo, a água possui densidade 1 g/cmˆ3 ou 1000 kg/mˆ3.

Discutiremos também o conceito de pressão.

relação da força aplicada e a área onde ela foi aplicada.

Passaremos pelo conceito de pressão atmosférica.

E então falaremos do conceito de pressão em líquidos, aplicando em duas formas - pressão hidrostática e pressão absoluta.

Logo após falaremos do Princípio de Pascal e sua aplicação na Prensa Hidráulica.

E finalmente apresentaremos o Princípio de Arquimedes.

Filme sobre Pascal - Curiosidade:

Princípio de Arquimedes:

Aula 9 - Dinâmica - Parte Final

Após a aula 9 você deve saber responder:

1> O que é a força de atrito?

2> Qual a condição de existência para Trabalho?

3> Explique o Princípio de Conservação de Energia Mecânica com o exemplo do Pêndulo simples.

4> Demonstre o Princípio de Conservação do Momento Linear.

5> Como calcular o momento linear de um corpo?

Aula 9 - Exercícios de Sala

1> Um jogador de beisebol de massa m = 79 kg, deslizando para chegar à segunda base, é retardado por uma força de atrito de módulo 470 N. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o jogador e o chão?

2> O gráfico abaixo mostra como a força aplicada sobre uma partícula varia com seu deslocamento. Determine o trabalho realizado pela força F entre 0 e 6 m.

Classifique, quanto ao tipo de trabalho nos trechos de 0 a 3 m, de 3 m a 5 m e 5 m  a 6 m.

3> Durante o semestre de primavera do MIT, os estudantes de dois dormitórios vizinhos travavam batalhas com grandes catapultas feitas com meias elásticas montadas nas molduras das janelas. Uma bola de aniversário cheia de corante é colocada em uma bolsa presa na meia, que é esticada até a extremidade do quarto. Suponha que a meia esticada obedeça à lei de Hooke com uma constante elástica de 100N/m. Se a meia é esticada 5m e liberada, que trabalho a força elástica da meia realiza sobre a bola quando a meia volta ao comprimento normal?

4> Se um foguete Saturno V e uma espaçonave Apolo acoplada ao foguete tinham uma massa total de 2,9 x 10ˆ5 kg, qual era a energia cinética quando atingiram uma velocidade de 11,2 km/s?

5> Em 10 de agosto de 1972, um grande meteorito atravessou a atmosfera terrestre sobre o oeste dos EUA e Canadá, como uma pedra que ricocheteia na água. A bola de fogo resultante foi tão forte que pôde ser vista à luz do dia e era mais intensa que o rastro deixado por um meteorito comum. A massa do meteorito era aproximadamente 4x10⁶ kg; sua velocidade era de cerca de 15km/s. Se ele tivesse penetrado a atmosfera verticalmente, teria atingido a superfície da Terra com aproximadamente a mesma velocidade. 

a) Calcule a perda de energia cinética do meteorito (em Joules) que estaria associada com o impacto vertical. 

b) Expresse a energia como um múltiplo da energia de explosivo de 1 megaton de TNT, que é de 4,2x10¹⁵ J. 

 c) A energia associada com a explosão da bomba atômica sobre Hiroshima era equivalente a 13 quilotons de TNT. A quantas bombas de Hiroshima o impacto do meteorito seria equivalente?

6> Vamos supor que um carrinho de montanha-russa esteja parado a uma altura igual a 10 m em relação ao solo. Calcule a velocidade do carrinho, nas unidades do SI, ao passar pelo ponto mais baixo da montanha-russa. Despreze as resistências e adote a massa do carrinho igual a 200 kg.

7>Um canhão de artilharia horizontal de uma tonelada dispara uma bala de 2kg que sai da peça com velocidade de 300m/s. Admita que o sistema esteja isolado durante o disparo. 

(a) Determine a velocidade do recuo da peça do canhão; 

(b) Considerando-se o tempo de disparo de 0,1s, calcule a força com que a bola é arremessada e a força do recuo do canhão. A terceira lei de Newton é satisfeita nessas condições ?